印刷电润湿显示技术研究进展

印刷技术是低成本、大面积显示制程理想选择,也是全球显示制造产业的重要突破方向。电润湿显示像素结构简单且主要依赖湿法制程工艺,是印刷显示技术应用的极佳载体。本文围绕印刷电润湿显示技术涉及的关键像素结构材料及其印刷制程工艺等进行简要综述,重点讨论了电润湿显示油墨印刷填充的多种工艺路径,归纳了当下印刷电润湿显示技术面临的挑战,展望了可能的解决路径和发展方向。     

电润湿显示彩色油墨材料研究进展

电润湿显示作为一种绿色、可视频播放以及高对比度的新型反射式显示技术越来越受到关注.在电润湿显示体系中,彩色油墨材料扮演着光学灰度开关以及色彩调控的双重角色,它是电润湿显示核心材料.文章详细论述了电润湿显示彩色油墨材料的研究进展,结合本团队的研究结果讨论了电润湿油墨材料中彩色有机染料分子结构及性能的构效关系,对比分析了各类电润湿显示油墨材料的优势与缺陷,指出电润湿油墨材料各组分的分子结构创新及其协同增效是未来电润湿显示彩色油墨材料领域的重要研发趋势.     

一种电润湿显示彩色油墨的性能研究

以Blue染料为对照，对包括Blue染料在内的5种染料进行了柱层析纯化，并采用有机溶剂正十二烷对Blue、Green、Orange、Red和Yellow 5种染料进行稀释，配制成质量分数10%的彩色油墨，测量了5种油墨的CIE色度、粘度、吸收曲线和界面间的润湿性能，最后将彩色油墨应用于自制的电润湿显示器件中，测试不同油墨的光电特性.对比研究发现Green油墨在显示器件像素中的作用效果(开口率约为50%，开关速度5 ms)与对照组Blue油墨相当，作为电润湿显示器件的彩色油墨具有深入研究价值.     

新型电润湿显示油墨材料分散剂的制备及应用

采用氨基蒽醌与聚异丁马来酸酐进行缩合反应,制备了2种以氨基蒽醌为锚固基团、以聚异丁烯为助溶基团的电润湿显示非极性油墨材料的分散剂.该类新型分散剂的锚固基团为蒽醌环,与蒽醌类有机颜料的结构高度相似,因此该锚固基团与分散颜料之间具有良好的吸附作用;同时,拥有22个碳原子的聚异丁烯长链基团在电润湿油墨介质中具有超高的溶解性,其较大的分子量提供的空间立体保护作用提高了分散油墨体系的溶解度和稳定性.以分散红-FB为着色剂,调节分散剂和分散红-FB的质量比(1:1、1:2、1:3),通过机械研磨法,得到吸光度增强的电润湿显示分散油墨材料.该分散型油墨材料的平均粒径达267 nm.器件应用测试结果表明:该分散型油墨材料具有良好的器件响应性能.     

“电子纸显示关键材料与器件项目”简介

正国家重点研发计划2016年度项目"电子纸显示关键材料与器件项目"采用的电润湿显示基于快速响应微流体操控技术的新型反射式电子纸显示原理,该技术具备作为高品质信息显示载体的独特优势:(1)采用反射式显示模式适用于户外强光环境阅读,能耗极低;(2)数毫秒级响应速率,满足视频播放需求;(3)优异的显示光学性能,适用多种彩色化方案;(4)关键像素结构基于流体或软性显示材料,适用于未来柔性显示制程.     

电润湿电子纸多级灰阶研究与设计

电润湿电子纸具有功耗低、广视角、响应速度快等优点。针对其存在的灰阶显示反射率低和显示不稳定的问题,提出一种基于脉冲宽度-振幅调制驱动波形设计方法和字符分解刷新方式的电润湿灰阶改进方案。首先,基于脉冲宽度-振幅调制设计驱动波形,并利用字符分解刷新方式扫描显示屏;然后,测试每一个电压值下显示屏的开口率,并得到电润湿的迟滞特性曲线,再根据韦伯定律结合迟滞特性曲线来划分灰阶。实验结果表明,该驱动方案得到了一个最大反射率70%、显示清晰的8级灰阶电润湿显示系统。     

非开放式电润湿系统的电流体动力学仿真

本文聚焦以电润湿显示像素单元为代表的复杂非开放式油/水电润湿系统,通过理论建模与实验结合的方法对该两相微流体系的电流体动力学特性进行了研究。本文基于COMSOL仿真环境,提供的两相流相场与静电场,建立了包括油水动力粘度、界面张力、润湿性等重要参数的二维动力学仿真模型,并研究了该微流体系的光电响应特性。对比结果表明,通过层流两相流相场与静电场耦合方法成功模拟电润湿显示像素单元内的电流体动力学特性。导电液体的动力粘度值与油膜的光学响应时间正相关,但对像素最终的开口率大小影响较小;油/水界面张力值与油膜破裂时间正相关,且主导油/水界面的运动速度。该模型对深入理解和预测非开放式电润湿系统的动力学性能,加速相关的研发进程有重要意义。     

咪唑类离子液体的亲疏水性对电润湿器件性能的影响

文中研究离子液体应用于电润湿显示器件的导电流体性能. 选取极性较大的乙基咪唑为离子液体的阳离子,改变阴离子的亲疏水性,对比了几种离子液体的温度窗口、粘度等物理性质,并重点研究了离子液体亲疏水性对电润湿特性、油墨萃取、器件响应等方面的影响. 同时,在1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体的阳离子上添加羟基基团,得到具有更强亲水性的离子液体. 结果表明:亲水性高的离子液体在介电材料含氟聚合物表面的初始接触角比较大,对油墨中染料的萃取程度比疏水性离子液体弱,证明了电润湿器件更适合选取亲水性高的离子液体作为导电流体. 最后,以1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐离子液体作为导电流体制备的电润湿器件得到了较佳的电学和光学响应性能.     

电润湿动力学描述及其非稳态研究进展

电润湿作为极具前景的微流体操纵技术是近年持续的研究热点，其应用广布于光学滤光片、微变焦透镜、芯片实验室、印刷、光纤以及反射式显示器等重要光流器件领域。本文对电润湿体系基础理论的进展做了简要综述，比较分析了主流能量最小化观点、热力学观点和电动力学观点对电润湿理论表达的区别和适用特点；重点讨论了基于能量平衡方法和流体力学方法的电润湿体系的动力学描述方法以及电润湿体系的动力学失稳现象的解释机理；展望了电润湿基础理论及其动力学研究面临的挑战和研究方向。     

基于介质上电润湿原理的微液滴驱动芯片

为了实现对微尺度下流体的精确操控,提出一种基于介质上电润湿(e lectrow etting-on-d ie lectric,EW OD)的新型微液滴驱动芯片。研究了介质上电润湿原理及“三明治”结构驱动机制,并利用流体软件(CFD-ACE )数值模拟液滴在“三明治”结构中的驱动情况;分析了“三明治”结构液滴驱动芯片的工艺,并提出在重掺杂多晶硅电极阵列表面上热氧二氧化硅介质层来制备低驱动电压及高可靠性的新结构驱动芯片;在空气环境下,通过施加45V驱动电压成功实现了对去离子离散液滴的操作和控制。     

基于DBF的相位干涉仪解模糊原理与实现

由于受到天线间互耦的影响，传统的利用短基线来解相位干涉仪模糊的方法受到了一定的限制．数字波束形成技术由于数字处理的灵活性，可获得超出普通天线的性能，也为解模糊问题提供了一个新思路．在详细介绍数字波束形成的基本原理的基础上，对DBF技术用于解相位模糊的可行性进行了分析与论证．最后结合实际工程项目给出了具体的实现方法．     

高分辨率鉴相型光栅数显表的研究

通过研究光栅检测的工作原理，提出了光栅数显表的细分和辨向问题．针对此问题，先介绍了传统光栅数显表采用硬件电路解决问题的方法，然后提出了高分辨率鉴相型光栅数显表通过幅值调相系统把位移信息映射到被测信号相位上，再采用软件鉴相技术来解决问题的方法，这种方法可使数显表的性能价格比得到提升。     

基于LabVIEW的光纤加速度计解调系统的研究

GC（相位生成载波）的零差解凋技术常用于十涉型光纤传感器的信号解调，然而由于模拟电路的电子元件之间存在阻抗不匹配、过载和温度漂移等问题，因此解调系统不能达到最佳性能．该文介绍了基于虚拟仪器技术的光纤加速度计系统．与传统的硬件设计相比，此方法能够克服模拟电路引入的噪声和元器件之问不匹配问题．在虚拟仪器环境下实现信号的采集、冠示以及数据处理和相位调制，更具有可行性．     

铸造过程的CAE数值模拟技术

铸件充型凝固过程数值计算以铸件和铸型为计算域，包括熔融金属流动和传热数值计算，浇注系统设计，模具设计等．铸造过程数值模拟技术是利用计算机技术来改造和提升传统铸造技术，现阶段的铸造CAE（Computer Aided Erlgineering）软件能够准确地预测铸件在充型凝固过程中可能产生的缺陷，进行工艺优化，缩短实验周期，提高铸件质量，降低生产成本．     

物理法采油新技术发展综述

物理法采油技术是一种油层处理新技术,具有许多优势,如对油层无伤害、工艺简单、操作方便、成本低廉等。本文介绍了近年来迅速发展的物理法采油新技术的作用机理和适应性,并对该项技术在油田应用状况进行了分析。     

油页岩原位注蒸汽开发的固-流-热-化学耦合数学模型研究

针对目前传统地面干馏油页岩技术中存在的高成本、高污染问题,提出了对油页岩进行原位注蒸汽开发的新方法.并利用太原理工大学研制的高温高压干馏釜对油页岩进行了高温高压蒸汽作用下油页岩干馏渗透实验.结果表明:高温高压蒸汽作用下油页岩会产生大量的孔隙、裂隙,从根本上提高了油页岩的渗透性;主要利用对流传热的方式,高效率地加热了油页岩并带走页岩油.同时,在复杂理论分析的基础上建立了油页岩原位注蒸汽开发过程中的固、流、热、化学耦合数学模型,包含了众多的耦合项作用,为分析解决油页岩原位注蒸汽开发过程中的复杂物理化学过程提供了理论依据.     

复合脉冲控制阶梯型多态量子系统的转移通道

提出了利用复合脉冲在阶梯型多态量子系统中操控量子态演化和粒子数相干转移的方法.首先通过Morris-Shore变换,借助二能级传播算子描述多态量子系统的演化.然后利用增加脉冲序列数且单个脉冲的相位可控的技术,抑制额外的转移通道,实现高效率高鲁棒性的量子态操控和粒子数转移.最后通过数值模拟研究了额外通道和转移通道的拉比频率比、脉冲面积的变化、单光子失谐偏离零点等因素对转移效率的影响.结果表明:常被用于二能级量子系统的复合脉冲操控方法也可被应用于多态量子系统.通过增加脉冲序列数,可有效减小相关参数的扰动,保持高效率的粒子数转移.多脉冲序列复合脉冲的技术可以解决偏振不纯、激光频率不纯、控制参数扰动等造成的量子态操控效率降低等问题.研究结果对构造量子门、量子模拟等相关研究具有重要意义.     

Video-speed electronic paper based on electrowetting

In recent years, a number of different technologies have been proposed for use in reflective displays. One of the most appealing applications of a reflective display is electronic paper, which combines the desirable viewing characteristics of conventional printed paper with the ability to manipulate the displayed information electronically. Electronic paper based on the electrophoretic motion of particles inside small capsules has been demonstrated and commercialized; but the response speed of such a system is rather slow, limited by the velocity of the particles. Recently, we have demonstrated that electrowetting is an attractive technology for the rapid manipulation of liquids on a micrometre scale. Here we show that electrowetting can also be used to form the basis of a reflective display that is significantly faster than electrophoretic displays, so that video content can be displayed. Our display principle utilizes the voltage-controlled movement of a coloured oil film adjacent to a white substrate. The reflectivity and contrast of our system approach those of paper. In addition, we demonstrate a colour concept, which is intrinsically four times brighter than reflective liquid-crystal displays and twice as bright as other emerging technologies. The principle of microfluidic motion at low voltages is applicable in a wide range of electro-optic devices.